DESIGN, PRODUCTION AND PLACEMENT OF HOT MIX ASPHALT WITH ADDITION OF WASTE PLASTICS - BOLIVIA CASE STUDY Translated title: DISEÑO, PRODUCCIÓN Y COLOCADO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE CON ADICIÓN DE PLÁSTICOS RESIDUALES - CASO DE ESTUDIO EN BOLIVIA

Abstract

ABSTRACT The management of municipal solid waste materials is a major problem for municipal authorities in Bolivia because of the excessive amounts that are generated, and the environmental problems related to it. Although valuable reusable materials can be found among the municipal waste, in Bolivia only 4% of these materials are recycled [1]. The addition of waste plastics to asphalt mixes is an excellent opportunity to reuse large amounts of plastics and obtain a better pavement performance. Therefore, this study analyzes the performance of asphalt mixes with addition of waste plastics and the modifications needed in the production and placement process. The addition of a new material to the asphalt mix may cause important changes in the mixture properties. Thereby, laboratory tests were conducted to define the appropriate proportion of plastic to be added to the mix. In this study, mixes with addition of Polyethylene Terephthalate (PET) and High-Density Polyethylene (HDPE) were analyzed by Marshall and IDEAL-CT tests. Better performance to permanent deformations and cracking tolerance has been found when adding 1% of PET to the asphalt mix, and properties were within specifications using up to 3% of PET. However, according to the tests results, the addition of HDPE is detrimental to the quality of the asphalt mix. Conventional asphalt plants do not consider the addition of a new material to the asphalt mix; therefore, modifications are needed in the production process. If the plastics are exposed to high temperatures, they can melt or degrade causing changes to the mix, damaging the equipment of the asphalt plant, or causing environmental problems. Thereby, the plastics must be added after the dryer drum section. These modifications have been made to an asphalt plant to build a test road in the city of El Alto, Bolivia and to analyze the construction process when using waste plastics.

Translated abstract

RESUMEN La gestión de residuos sólidos municipales representa un problema importante para las autoridades municipales en Bolivia debido a las cantidades excesivas que se generan y los problemas medioambientales relacionados con ello. Entre los residuos municipales se pueden encontrar materiales de gran valor que pueden ser reaprovechados, sin embargo, sólo se recicla el 4% de estos materiales [1]. La adición de desechos plásticos a las mezclas asfálticas es una excelente oportunidad para reusar una gran cantidad de plásticos y obtener un mejor desempeño del pavimento. Por lo tanto, en este estudio se analiza el desempeño de mezclas asfálticas con adición de plástico y las modificaciones necesarias en los procesos de producción y colocado. La adición de un nuevo material a la mezcla asfáltica puede ocasionar importantes cambios en las propiedades de la mezcla. Debido a ello, se llevaron a cabo ensayos de laboratorio para definir la proporción adecuada de plástico a ser añadido a la mezcla. En este estudio, se analizaron mezclas con adición de Polietileno Tereftalato (PET) y Polietileno de Alta Densidad (PEAD) mediante ensayos Marshall e IDEAL-CT. Se encontró un mejor desempeño a deformaciones permanentes y tolerancia al agrietamiento al añadir 1% de PET a la mezcla asfáltica y se cumplieron las especificaciones empleando hasta 3% de PET, sin embargo, según los resultados de los ensayos, la adición de PEAD reduce la calidad de la mezcla asfáltica. Las operaciones convencionales de una planta asfáltica no consideran la adición de un nuevo material a la mezcla, por lo tanto, se deben realizar modificaciones en el proceso de producción. Si los plásticos son expuestos a temperaturas elevadas pueden llegar a fundirse o degradarse, causando cambios a la mezcla de diseño, dañando el equipo de la planta asfáltica o produciendo problemas medioambientales. Debido a ello, el plástico debe ser dosificado en una sección posterior al tambor de secado. Estas modificaciones se realizaron en una planta asfáltica con el objetivo de construir un tramo de prueba en la ciudad de El Alto, Bolivia y para analizar el proceso de construcción cuando se emplean plásticos de desecho.